DE10342540A1 - Process for the production of metal-containing components and rolled profiling plant for profiling metal-containing components - Google Patents

Process for the production of metal-containing components and rolled profiling plant for profiling metal-containing components Download PDF

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Abstract

Bei der Herstellung von metallhaltigen Bauteilen durch Tiefziehen ist die Bauteilgeometrie verfahrensbedingt begrenzt. Das Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen und die Walzprofilieranlage (17) zum Profilieren von metallhaltigen Bauteilen, insbesondere von Fahrzeugtragstrukturen, bei welchem ein metallhaltiges Ausgangsmaterial einer Walzprofilieranlage (17) zugeführt und zu einem Walzprofil (14) walzprofiliert wird und bei welchem während des Walzprofilierens (4, 6) ein Umformen (5) stattfindet, gewährleistet, dass mittels des Umformens (5) der Walzprofilquerschnitt verändert wird. Eine Querschnittsveränderung ist besonders wichtig für Struktur- und Sicherheitsbauteile sowie für Säulenstrukturen, Längs- und Querprofile, wie z. B. Seitenaufprallträger, Stoßfänger, Säulenverstärkungen, Längs und Querträger, Bodengruppe sowie Dachrahmen.In the production of metal-containing components by deep drawing, the component geometry is limited due to the process. The method for producing metal-containing components and the roll forming system (17) for profiling metal-containing components, in particular vehicle support structures, in which a metal-containing starting material is fed to a roll forming system (17) and roll profiled into a rolled section (14) and during which during roll forming ( 4, 6) forming takes place (5), ensures that by means of the forming (5) of the rolled section cross section is changed. A cross-sectional change is particularly important for structural and safety components and for column structures, longitudinal and transverse profiles, such. B. side impact beams, bumpers, pillar reinforcements, longitudinal and cross member, floor assembly and roof frame.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Walzprofilieranlage zum Profilieren von metallhaltigen Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.The The invention relates to a process for the production of metal-containing Components according to the preamble of claim 1 and a roll forming for profiling of metal-containing components according to the preamble of claim 8.

Hinreichend bekannt ist die Herstellung von Bauteilen mit langgestreckten Profilen mittels konventionellem Tiefziehen. Hierbei ist für jede Bauteilvariante ein separates dafür geeignetes Tiefziehwerkzeug notwendig. Verfahrensbedingt bestehen beim Tiefziehen Formgebungsgrenzen, wie z.B. begrenzte Ziehtiefe, komplexe Bauteilgeometrien, Realisierung von Hinterschnitten. Die Verarbeitung höherfester Stähle, vorzugsweise mit einer Zugfestigkeit bis zu 1500 N/mm2, erweist sich beim Tiefziehen metallischer Bauteilen, insbesondere Trägerstrukturen, als problembehaftet, da diese erhöhte Streckgrenzen und reduzierte Bruchdehnungen aufweisen, wodurch zum einen erhöhte Umformkräfte erforderlich sind und zum anderen die verformten metallischen Bauteile stärker elastisch zurückfedern.Well known is the production of components with elongated profiles by means of conventional deep drawing. Here, a separate suitable thermoforming tool is necessary for each component variant. Due to the process, there are forming limits during deep drawing, such as limited drawing depth, complex component geometries, realization of undercuts. The processing of higher-strength steels, preferably having a tensile strength of up to 1500 N / mm 2 , proves to be troubling during deep drawing of metallic components, in particular support structures, since these have increased yield strengths and reduced elongations at break, which on the one hand requires increased forming forces and, on the other hand, the deformed metallic components spring back more elastic.

Aus der Druckschrift DE 101 20 063 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung von metallischen Bauteilen für Kraftfahrzeuge mittels Walzprofilieren bekannt, bei welchem Bauteile aus in Bandform bereitgestelltem Ausgangsmaterial mit durchgehend gleichem Profilquerschnitt, insbesondere einem U-förmigen Profilquerschnitt, während des Walzprofilierens gebogen werden. Diese Bauteile erweisen sich für komplexe Fahrzeugtragstrukturen als ungeeignet. Diese Druckschrift wurde zur Bildung der Oberbegriffe herangezogen.From the publication DE 101 20 063 C2 is a method for the production of metallic components for motor vehicles by roll forming known, in which components of strip-shaped starting material with continuously the same profile cross section, in particular a U-shaped profile cross-section, are bent during roll forming. These components prove to be unsuitable for complex vehicle support structures. This document was used to form the generic terms.

Ein Verfahren zum partiellen Walzprofilieren mit einer vorgeschalteten oder integrierten Schneidvorrichtung zum Trennen, insbesondere Stanzen, von langgestreckten Ausgangsmaterialien und Erzeugung einer Querschnittsänderung des Bauteilhohlprofils durch Beschnitt, ist aus der Druckschrift DE 197 49 902 A1 bekannt. Dabei weist das Bauteilhohlprofil eine unterbrochene Bauteiloberfläche mit einer verminderten Torsions- und Biegesteifigkeit auf. Aufgrund der verminderten Steifigkeit des mittels diesem Trennverfahren hergestellten Bauteils erweist sich dieses Verfahren als ungeeignet für Struktur- und Sicherheitsbauteile. Weiterhin führt die Verarbeitung mittels Stanzen von hochfesten Stählen zu einem erhöhten Verschleiß des Stanzwerkzeugs, was zu erhöhten Werkzeugkosten und Rüstzeiten führt und den Bearbeitungsprozess unwirtschaftlich macht. Die Bearbeitung des Walzprofils mittels Trennen, insbesondere Laserschneiden, erweist sich als unvorteilhaft für Sicherheitsbauteile, da beim Laserschneiden unvermeidbare Gefügeveränderungen im hochbeanspruchten Randbereich des Profils auftreten, die sich negativ auf die Bauteilfestigkeit unter schwingender Beanspruchung auswirken.A method for partial roll forming with an upstream or integrated cutting device for cutting, in particular punching, of elongated starting materials and generating a cross-sectional change of the component hollow profile by trimming, is from the document DE 197 49 902 A1 known. In this case, the hollow component profile on an interrupted component surface with a reduced torsional and bending stiffness. Due to the reduced rigidity of the component produced by this separation method, this method proves to be unsuitable for structural and safety components. Furthermore, the processing by punching of high-strength steels leads to increased wear of the punching tool, which leads to increased tooling costs and set-up times and makes the machining process uneconomical. The processing of the rolled section by means of cutting, in particular laser cutting, proves to be unfavorable for safety components, since unavoidable microstructural changes in the highly stressed edge region of the profile occur during laser cutting, which have a negative effect on the component strength under oscillating stress.

Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Schaffung von formsteifen Bauteilen anzugeben sowie eine Vorrichtung zum Profilieren besonders stabiler Bauteile bereitzustellen.Of the present invention is based on this prior art The task is based on a method for creating dimensionally stable Specify components and a device for profiling especially to provide stable components.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren und des Anspruchs 8 in Bezug auf die zu schaffende Walzprofilieranlage gelöst.These Task is with the features of claim 1 in relation to the inventive method and claim 8 with respect to the rolling profiling plant to be created solved.

Die erfindungsgemäße Lösung ist gegeben durch ein Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen, insbesondere von Fahrzeugtragstrukturen, bei welchem ein metallhaltiges Ausgangsmaterial einer Walzprofilieranlage zugeführt und zu einem Walzprofil walzprofiliert wird, wobei während des Walzprofilierens ein Umformen derart stattfindet, dass mittels des Umformens der Walzprofilquerschnitt verändert wird.The inventive solution given by a method for producing metal-containing components, in particular of vehicle support structures, in which a metal-containing Feedstock fed to a roll forming and to a roll profile is roll profiled, wherein during the Roll forming a forming takes place such that by means of Forming the rolled section is changed.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung von Bauteilen mit über der Länge, in der Höhe und/oder in der Breite veränderten Walzprofilquerschnitt mittels kontinuierlichem oder diskontinuierlichem Walzprofilieren und mittels integriertem Umformen. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Querschnittsänderung durch Umformen eingebracht, damit wird eine Reduzierung der Torisons- und Biegesteifigkeit gegenüber einem mittels Trennen hergestellten Bauteil vermieden. Hierzu ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von Bauteilen mit sehr guten Struktureigenschaften im hochbeanspruchten Randbereich des Bauteilquerschnitts, die sich positiv auf die Bauteilfestigkeit unter schwingender Beanspruchung auswirken.One An essential advantage of the process according to the invention is the production of components with over the length, in height and / or changed in width Roll profile cross section by means of continuous or discontinuous Roll forming and integrated forming. In the method according to the invention becomes a cross section change introduced by forming, so that a reduction of Torisons- and flexural rigidity a component made by means of cutting avoided. This allows this inventive method the production of components with very good structural properties in the highly stressed edge area of the component cross section, which is positive on the component strength under oscillating stress impact.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung von Struktur- und Sicherheitsbauteilen aus hoch- und höherfesten Stählen, vorzugsweise mit einer Zugfestigkeit bis 1700 N/mm2, die den Sicherheitsanforderungen im Kraftfahrzeugbau gerecht werden. In der Regel handelt es sich bei den Struktur- und Sicherheitsbauteilen um dünnwandige, aus Stahlblech gefertigte Säulenstrukturen, Längs- und Querprofile, wie z.B. Seitenaufprallträger, Stoßfänger, Säulenverstärkungen, Längs- und Querträger, Bodengruppe sowie Dachrahmen. Diese zeichnen sich durch eine hohe Maßhaltigkeit, geringere Toleranzen, die eine bessere Integration durch Fügen, insbesondere durch Laserschweißen, wie z.B. Anschweißen einer Bodengruppe an einen Längsträger, gewährleisten.Another significant advantage of the method according to the invention is the production of structural and safety components from high and higher strength steels, preferably with a tensile strength up to 1700 N / mm 2 , which meet the safety requirements in motor vehicle construction. As a rule, the structural and safety components are thin-walled pillar structures made of sheet steel, longitudinal and transverse profiles, such as side impact beams, bumpers, pillar reinforcements, longitudinal and transverse beams, floor pan and roof frames. These are characterized by a high dimensional stability, lower tolerances, the better integration by joining, in particular by laser welding, such as welding a floor group to a side member.

Insbesondere Karosseriestrukturen, beispielsweise Trägerstrukturen, müssen häufig an die Einbaustelle, insbesondere zur Anpassung an die Schweißverbindungsstelle, im Querschnitt angepasst werden, so dass sie über ihren Längsverlauf kein gleichbleibender Querschnitt aufweisen. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Trägerstrukturen derart hergestellt, dass der Walzprofilquerschnitt verändert wird.Especially Body structures, such as support structures, often need the place of installation, in particular for adaptation to the weld joint, be adapted in cross section so that they do not have a consistent over their longitudinal course Have cross-section. By means of the method according to the invention carrier structures manufactured such that the rolled section cross section is changed.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zu den insbesondere mittels konventionellem Tiefziehen hergestellten Bauteilen aus langgestreckten Profilen, ist im Wesentlichen die bessere Maßgenauigkeit während der Herstellung von langgestreckten Bauteilen.One significant advantage of the method according to the invention in comparison to the components produced in particular by means of conventional deep drawing from elongated profiles, is essentially the better dimensional accuracy while the production of elongated components.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren werden die Verfahrensschritte Walzprofilieren, Umformen und Walzprofilieren nacheinander durchlaufen.In a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention The process steps are Roll Forming, Forming and Roll Forming go through one after the other.

Das Walzprofilieren ist den herkömmlichen Herstellungsverfahren zum Kaltprofilieren, wie z.B. Gesenk- oder Schwenkbiegen, aufgrund der niedrigen Fertigungszeiten deutlich überlegen. Sowohl durch die hohe Ausbringungsmenge pro Zeit als auch durch die geringen Werkzeugkosten im Vergleich zum Tiefziehen, werden die Fertigungszeiten deutlich reduziert. Deswegen ergibt sich im Bereich mittlerer bis großer Losgrößen eine hohe Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.The Roll forming is the traditional manufacturing process for cold profiling, such as Swing or swivel bending, due Clearly superior to low production times. Both by the high output rate per time as well as the low tooling costs Compared to deep drawing, the production times are significantly reduced. That is why there is one in the range of medium to large lot sizes high efficiency of the process.

Dadurch, dass das metallhaltige Ausgangsmaterial vorzugsweise zunächst gerichtet und danach markiert wird bevor es dann dem Walzprofiliervorgang zugeführt wird und anschließend durch ein Umformprozess verformt wird und danach wieder walzprofiliert wird, wird erreicht, dass mittels des Walzprofilierens mit dem integrierten Umformen ein Bauteil mit über seinem Längsverlauf veränderten Walzprofilquerschnitt hergestellt werden kann, das exakt an den späteren Verwendungszweck angepasst ist. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Herstellung des Walzprofils und die Herstellung des veränderten Walzprofilquerschnitts in einem Arbeits gang zeitsparend ohne Zwischenlagerung und die damit verbundenen Logistikkosten.Thereby, that the metal-containing starting material is preferably first addressed and then marked before it then the Walzprofiliervorgang supplied and then is deformed by a forming process and then roll profiled again It is achieved that by means of rolling profiling with the integrated Forming a component with over its longitudinal course changed roll profile cross section can be produced, which is adapted exactly to the later intended use is. In this advantageous embodiment of the invention takes place the production of the rolled section and the production of the modified one Roll section cross-section in one work passage saving time without intermediate storage and the associated logistics costs.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass die nacheinanderfolgenden Verfahrensschritte in einer kompakten Vorrichtung durchgeführt werden können, die sich als besonders wirtschaftlich erweist.One a significant advantage of the method according to the invention is that the successive process steps in a compact device carried out can be which proves to be particularly economical.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Walzprofilieranlage mit der Umformvorrichtung im diskontinuierlichen Betrieb angesteuert wird.In an advantageous embodiment of the invention is provided that the roll forming with the forming device in the discontinuous Operation is controlled.

Ein Vorteil von dieser Ausgestaltungsform ist das Anbringen komplexer Walzprofilquerschnittsvariationen an dafür vorgesehenen Bauteilbereichen mit unterschiedlichen Bauteillängen. Dabei wird die Walzprofilieranlage derart gesteuert, dass der zu verändernde Bauteilbereich in der Umformvorrichtung umgeformt wird. Um das Umformen durchführen zu können, wird die Walzprofilieranlage vorzugsweise für ein bis zwei Sekunden angehalten, dabei wird das Walzprofil umgeformt und im Anschluss findet das weitere Walzprofilieren statt. Vorteilhaft erweist sich dabei die Integration des Umformens in den Walzprofilierprozess, wobei der Walzprofiliervorgang konventionell durchzuführen ist oder aber als flexibler Rollprofiliervorgang ausgeführt werden kann.One Advantage of this embodiment is the attachment of complex Walzprofilquerschnittsvariationen on designated component areas with different component lengths. The Walzprofilieranlage is controlled so that the changing Component area is transformed in the forming device. To reshape carry out to be able to If the roll forming system is preferably stopped for one to two seconds, The rolled section will be reshaped and the rest will follow Roll forming takes place. The integration proves to be advantageous the forming in the Walzprofilierprozess, the Walzprofiliervorgang conventionally carried out or is executed as a flexible Rollprofiliervorgang can.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Walzprofil zur Änderung des Querschnittes kalt umgeformt.In another advantageous embodiment of the method according to the invention the roll profile changes the cross section cold formed.

Eine derartige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat den wesentlichen Vorteil gegenüber einer herkömmlichen Warmumformung, insbesondere gegenüber einer Vergütung mit anschließendem Walzprofilieren, dass zum einen niedrigere Prozeßkosten verursacht werden und zum anderen eine erhöhte plastische Restdehnung aufgrund eines duktileren Werkstoffzustandes vorliegt. Zusätzlich weisen die nach dem erfindungs gemäßen Verfahren hergestellten Bauteile gegenüber den mittels einer herkömmlichen Warmumformung hergestellten Bauteile, eine höhere Maßgenauigkeit auf, wodurch eine im kalten Zustand durchzuführende Kalibrierung der Bauteile entfällt. Beispielsweise müssen Träger oder A-, B-, C- oder D-Säulenstrukturen im Kraftfahrzeugbau mit hoher Qualität und damit hoher Maßgenauigkeit in hoher Stückzahl hergestellt werden. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine hohe Maßhaltigkeit und eine bessere Verbaubarkeit im Rohbau gewährleistet.A Such an embodiment of the method according to the invention has the significant advantage across from a conventional one Hot forming, in particular with respect to a tempering followed by roll forming, that, on the one hand, lower legal costs caused and on the other hand increased plastic residual strain due to a more ductile material condition. Additional wise the method according to the Invention compared with manufactured components the means of a conventional Hot-formed components, a higher dimensional accuracy, resulting in a Calibration to be performed in the cold state the components omitted. For example, must carrier or A, B, C or D pillar structures in the automotive industry with high quality and thus high dimensional accuracy in large quantities getting produced. By means of the method according to the invention is a high dimensional stability and ensures better buildability in the shell.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Umformen gesickt und/oder auf Zug und/oder Druck, insbesondere tiefgezogen und/oder streckgezogen, umgeformt.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention is beaded during forming and / or on train and / or pressure, in particular deep-drawn and / or stretch-drawn, formed.

Hierbei ist es vorteilhaft, dass mit dem integrierten Zug- und/oder Druckumformverfahren, insbesondere mittels Tiefziehen, über einen konstanten Profilquerschnitt komplexe Querschnittsänderungen in gewünschten Bauteilbereichen eingebracht werden können, wobei die Wandstärken der Bauteile nahezu unverändert bleiben. Besonders vorteilhaft erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch, dass sich nach dem ersten Walzprofilieren und vor dem weiteren Walzprofilieren metallhaltige Ausgangsmaterialien, insbesondere höherfeste Stähle, ohne negative Beeinträchtigungen der mechanischen Eigenschaften des umzuformenden Bauteils tiefziehen lassen. Somit gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren eine Umformung zu komplexen, besonders formsteifen Bauteilen.It is advantageous that with the integrated tensile and / or pressure forming, in particular by deep drawing, over a constant profile cross-section complex cross-sectional changes in desired component areas can be introduced, the wall thicknesses of the components remain virtually unchanged. The method according to the invention proves to be particularly advantageous in that after the first roll profiling and prior to further roll forming metal-containing starting materials, in particular high-strength steels, deep-draw without negative adverse effects on the mechanical properties of the component to be formed. Thus, the inventive method ensures a transformation to complex, particularly dimensionally stable components.

Alternativ oder additiv zu dieser Ausgestaltung können mittels Streckziehen Bauteile mit veränderten Endabmessungen hergestellt werden, die über einen konstanten Profilquerschnitt komplexe Querschnittsänderungen in gewünschten Bauteilbereichen und zusätzlich reduzierte Wandstärken aufweisen. Die Kombination von Streckziehen mit Tiefziehen erlaubt großflächige unsymmetrische Bauteile herzustellen.alternative or additively to this embodiment can by means of ironing components with changed Final dimensions are produced, which have a constant profile cross-section complex cross-sectional changes in desired Component areas and additionally reduced wall thicknesses exhibit. The combination of ironing with deep drawing allowed large-scale unbalanced Produce components.

Alternativ oder additiv dazu werden mittels vorzugsweise in dem Walzprofilierprozess integriertem Sicken, Bauteile hergestellt, die sowohl variable Querschnittsänderungen als auch in gewünschten Bauteilbereichen geometrisch geformte Versteifungen (Sicken) aufweisen.alternative or additively thereto, by means of preferably in the roll forming process integrated beading, made of components that have both variable cross-sectional changes as well as in desired component areas have geometrically shaped stiffeners (beads).

Eine derartige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat den weiteren Vorteil, dass die mittels Tiefziehen und/oder Streckziehen und/oder Sicken bearbeiteten Bauteilbereiche nicht in einem einzigen Schritt, sondern stufenweise umgeformt werden können, um einen umformgünstigen Gefügezustand über dem Querschnitt des Bauteils einzustellen.A Such an embodiment of the method according to the invention has the further Advantage that the means of deep drawing and / or ironing and / or Beading machined component areas not in a single step, but can be gradually transformed to a form favorable structural state over the Set cross-section of the component.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Walzprofil mittels einer Umformvorrichtung lokal und damit räumlich begrenzt, d.h. nicht über die ganze Länge des Bauteils, umgeformt.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention the roll profile is locally and thus spatially limited by means of a forming device, i.e. no over the whole length of the Component, reshaped.

Der Vorteil dieser Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt daran, dass beispielsweise durch das örtlich begrenzte Umformen langgestreckte Bauteile mit einer reduzierten Blechdicke in Zonen geringerer Belastung und mit einer gegebenenfalls leicht erhöhten Blechdicke in Zonen hoher Belastung hergestellt werden können.Of the Advantage of this embodiment of the method according to the invention is because, for example, by the localized forming elongated Components with a reduced sheet thickness in zones of lower load and with an optionally slightly increased sheet thickness in zones higher Load can be produced.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich in Abhängigkeit der Anforderungen der Einbaustelle für gewünschte Bauteile einen funktionsgemäßen Querschnitt vorzusehen. Dabei findet die lokale Umformung des Walzprofils genau in dem gewünschten Bauteilbereich statt, sodass "maßgeschneiderte Bauteile" hergestellt werden können.By the inventive method Is it possible dependent on the requirements of the installation point for desired components a functional cross section provided. The local deformation of the rolled section takes place exactly in the desired Component area instead, so that 'customized Components manufactured can be.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt ebenfalls darin, dass mittels des lokalen örtlich begrenzten Umformens Bauteile wie Längsträger-, Querträger- und Säulenstrukturen, die einander ähnlich sind, aber unterschiedliche Längen aufweisen, einfacher herstellbar sind.Of the Advantage of the method according to the invention also lies in the fact that by means of local localized forming Components such as side member, cross member and Column structures, the similar to each other are, but different lengths have, are easier to produce.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Ausgangsmaterial höherfeste Stähle und/oder Tiefziehstähle und/oder Ti-Legierungen und/oder Ni-Legierungen und/oder metallhaltige Kompositwerkstoffe verwendet.In a preferred embodiment of the method according to the invention are higher strength as starting material steels and / or deep drawing steels and / or Ti alloys and / or Ni alloys and / or metal-containing composite materials used.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Verwendung von hoch- und/oder höherfester Stähle als Ausgangsmaterial, die walzprofiliert, danach umgeformt zu einem Walzprofil mit einem variablen Querschnitt und anschließend weiter walzprofiliert werden können. Neben einer Gewichtsreduzierung haben diese Werkstoffe den Vorteil, dass weniger Einbauraum benötigt wird und andererseits die steigenden Sicherheitsanforderungen im Kraftfahrzeugbau im Bereich von Struktur- und Sicherheitsbauteilen erfüllt werden können.One Advantage of the method according to the invention is the use of high and / or higher strength steels as Starting material, the roll profiled, then transformed into a Rolled profile with a variable cross-section and then on can be profiled roll. In addition to weight reduction, these materials have the advantage that requires less installation space On the other hand, the increasing security requirements in the Automotive engineering in the field of structural and safety components Fulfills can be.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung von Trägerstrukturen aus Werksoffen, die mittels konventionellem Tiefziehen nicht umformbar sind. Insbesondere höherfesten Stähle (s.g. Leichtbaustähle), vorzugsweise aus der Gruppe der Mehrphasenstähle, wie beispielsweise Dualphasenstähle (DP-Stähle), Complexphasenstähle (CP-Stähle), Martensitphasenstähle (MS-W-Stähle) oder Restaustenitstähle (Transformation induced plasticity-TRIP-Stähle), die herkömmlich mittels konventionellem Tiefziehen nicht umgeformt werden können, eignen sich hervorragend für das Walzprofilieren mit integriertem Tiefziehen. Diese Stähle zeigen besonders günstige Verfestigungseigenschaften in Bezug auf das Umformbarkeits-Festigkeitsverhältnis. Die Festigkeitssteigerung dieser Stähle wird dadurch erzielt, dass harte Phasen in einer duktilen Werkstoffmatrix eingebracht werden. Charakteristisch für diese Stähle ist das zusätzlich zu der Verfestigung überlagerte "Bake-Hardening"-Potential, das mit der zunehmenden Umformung größer wird. Die sehr hohe Verfes tigung dieser Stähle bei hoher Ausgangsfestigkeit ist besonders vorteilhaft für das Crash-Verhalten. Somit erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine Steigerung der Festigkeit in gewünschten Bauteilbereichen auch durch die Wahl eines geeigneten Werkstoffs, ohne dass beispielsweise eine kostenintensive Wärmebehandlung benötigt wird.One An essential advantage of the process according to the invention is the production of support structures made of materials that can not be formed by conventional deep-drawing are. In particular, higher strength steels (see lightweight steels), preferably from the group of multiphase steels, such as dual-phase steels (DP steels), complex-phase steels (CP steels), martensite steels (MS-W steels) or Retained austenitic steels (transformation induced plasticity TRIP steels), the conventional by conventional deep drawing can not be reshaped, are suitable Great for Roll forming with integrated deep drawing. These steels show especially cheap Strengthening properties in terms of formability strength ratio. The Increasing the strength of these steels is achieved by hard phases in a ductile material matrix be introduced. Characteristic of these steels is the addition to the solidification superimposed "bake-hardening" potential that with the increasing transformation becomes larger. The very high availability of these steels with high initial strength is particularly advantageous for the crash behavior. Thus, the inventive method allows an increase in strength in desired component areas also by the choice of a suitable material without, for example, a costly heat treatment needed becomes.

Alternativ oder additiv dazu können erfindungsgemäß Tiefziehstähle in Struktur- und Sicherheitsbauteilen zum Einsatz kommen, da sie über einen niedrigen Kohlenstoff-Gehalt auch ein feinkörniges, möglichst texturarmes Gefüge verfügen und eine Dehngrenze ohne Fließbereich aufweisen.alternative or additively to it According to the invention, deep-drawing steels in structural and safety components are used because they have a low carbon content also have a fine-grained, preferably texture poor microstructure and a Yield point without flow range exhibit.

Ti-Legierungen oder Ni-Legierungen eignen sich mit herkömmlichen Umformverfahren nur mäßig zum Verformen. Dennoch können diese mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens umformtechnisch verarbeitet werden. Mit diesem Verfahren lassen sich auch Mg- oder Al-Legierungen umformen.Ti alloys or Ni alloys are suitable to deform only moderately with conventional forming processes. Nevertheless, these can be processed by forming technology by means of the method according to the invention. This process can also transform Mg or Al alloys.

Querträger, hergestellt aus Mg-Legierungen, sind gegenüber entsprechenden Trägern aus Stahl, trotz niedrigerem E-Modul und Festigkeitskennwerten der Mg-Legierungen, leichter.Cross member, manufactured made of Mg alloys, are opposite appropriate carriers made of steel, despite lower modulus of elasticity and strength characteristics of the Mg alloys, lighter.

Es ist denkbar metallhaltige Kompositwerkstoffe für Struktur- und Sicherheitsbauteile anzuwenden. Der Vorteil dieser Werkstoffe besteht darin, dass sie "maßgeschneidert" für die Bauteile eingesetzt werden können, sodass Verstärkungen nur in den gewünschten Bauteilbereichen eingebracht werden können.It it is conceivable to use metal-containing composite materials for structural and safety components. The advantage of these materials is that they are "tailor made" for the components can be used so reinforcements only in the desired Component areas can be introduced.

Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Verwendung höherfesten Stähle. Typischerweise sind aber diese spröder, ihre Verformbarkeit (Duktilität) sinkt in dem Maße, wie sich ihre Festigkeit erhöht. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Umformung solcher Stähle bei einem geeigneten Duktilitäts/Festigkeits-Verhalten. Durch die höhere Festigkeit können zudem Bauteile bei gleicher Stabilität – und damit Sicherheit – mit weniger Material gefertigt werden. Die erhöhte Verformbarkeit gestattet darüber hinaus eine einfachere Herstellung komplex geformter Bauteile, wie zum Beispiel von Trägerstrukturen.Advantageous in the method according to the invention the use is higher strength Steels. Typically, however, these are more brittle, their ductility (ductility) decreases in this scale, how their strength increases. The inventive method allows the transformation of such steels with a suitable ductility / strength behavior. By the higher Strength can In addition, components with the same stability - and thus safety - with less Material to be made. The increased deformability allowed about that In addition, an easier production of complex shaped components, such as for example, of carrier structures.

Ein zentrales Anliegen der Automobilindustrie ist die Reduzierung des Treibstoffverbrauchs über die Senkung des Fahrzeugsgewichts bei unveränderter Sicherheit, insbesondere Crashsicherheit, – durch die Konstruktion von leichteren Fahrzeugen kann dies gelingen. Einsparpotenziale bieten hierbei höherfeste Stähle, da durch die erhöhte Festigkeit weniger Material bei gleicher Formstabilität eingesetzt werden kann.One central concern of the automobile industry is the reduction of the Fuel consumption over the Reduction of vehicle weight with unchanged safety, in particular Crash safety, - by The construction of lighter vehicles can succeed. savings offer higher strength steels, because of the increased Strength less material used with the same dimensional stability can be.

Durch den erfindungsgemäßen Walzprofilierprozess mit integriertem Umformen können höherfeste Stähle verformt werden. Das Umformen der Stähle wird erfindungsgemäß wirtschaftlich ausgestaltet, in dem alle Verfahrensschritte auf einer Anlage erfolgen können. Dadurch werden die Fertigungszeiten der Bauteile reduziert.By the roll forming process according to the invention with integrated forming can high strength steels be deformed. The forming of the steels is economical according to the invention configured in which all process steps take place on a plant can. This reduces the production times of the components.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Walzprofilieranlage zum Profilieren von metallhaltigen Bauteilen mit mindestens einer integrierten Vorrichtung zum Umformen, wobei diese Vorrichtung geeignet ist, den Walzprofilquerschnitt, insbesondere lokal, zu verändern.One Another object of the present invention relates to a roll forming for profiling of metal-containing components with at least one integrated device for forming, this device suitable is to change the roll profile cross-section, in particular locally.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage besteht darin, dass alle Verfahrensschritte auf einer einzigen Anlage durchführbar sind, wodurch es zu einer Erhöhung der Ausbringung (Produktmengenerhöhung) und zu einer Zeiteinsparung kommen kann. Eine hohe Ausbringungsmenge pro Zeit ergibt eine hohe Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage, wobei die Walzprofilieranlage konventionell ausgestaltet ist oder aber als flexible Rollprofilieranlage ausgestaltet werden kann. In den herkömmlichen Walzprofilieranlagen wird die Wirtschaftlichkeit jedoch beschränkt durch den hohen Rüst- und Einstellaufwand der Werkzeugsätze. Dies gilt insbe sondere bei kleinen Losgrößen. Die Ursache für den hohen Rüst- und Einstellaufwand ist in der herkömmlichen Anlagentechnik begründet, die bei Umstellung auf die Fertigung eines anderen Profils in der Regel einen Werkzeugwechsel bei allen Gerüsten erforderlich macht und hohe Einstellzeiten verursachen, die wiederum die Produktivität des Verfahrens negativ beeinträchtigen.One Advantage of the roll forming system according to the invention is that all process steps on a single plant feasible are causing it to increase the output (product increase) and save time can. A high output per time results in a high efficiency the roll forming machine according to the invention, wherein the Walzprofilieranlage is designed conventionally or can be configured as a flexible Rollprofilieranlage. In the usual Rollforming but the economy is limited by the high set-up and adjustment of the tool sets. This applies in particular special for small lot sizes. The Cause for the high set-up and Einstellaufwand is justified in the conventional system engineering, the when switching to the production of another profile usually makes a tool change in all scaffolding required and cause high setup times, which in turn increase the productivity of the process adversely affect.

Der Gegenstand der Erfindung zeigt den wesentlichen Vorteil, dass Bauteile mit stark voneinander abweichenden Querschnittsänderungen in einer einzigen Walzprofilieranlage mit einer integrierten Umformvorrichtung lokal umgeformt werden können. Dabei entfällt der Transport der walzprofilierten Bauteile zu einer separaten Umformstraße. Das bekannte Logistikproblem, das mit konventionellen Walzprofilieranlagen verbunden ist, entfällt nach dieser Erfindung.Of the The invention provides the significant advantage that components with strongly divergent cross-sectional changes in a single Roll forming machine with an integrated forming device locally can be transformed. there deleted the transport of the roll-profiled components to a separate forming line. The well-known logistics problem with conventional roll forming is connected, deleted according to this invention.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage im Vergleich insbesondere zu einer Biegevorrichtung zum Profilbiegen langgestreckter Bauteile besteht darin, dass mittels der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage mit einer integrierten Umformvorrichtung Walzprofile mit komplexen Profilquerschnitten walzprofiliert werden, wie z. B. Walzprofile mit Verjüngungen oder Walzprofile, bei denen sich beispielsweise die komplette Bauteilflanke verschiebt, wobei der Winkel der Bauteilflanke erhalten bleibt. Dies ermöglicht die integrierte Fertigung von sehr stabilen Struktur- und Sicherheitsbauteilen.One Another advantage of Walzprofilieranlage invention Comparison in particular to a bending device for profile bending elongated components is that by means of the roll forming according to the invention with an integrated forming device rolled sections with complex Profile cross sections are roll profiled, such. B. rolled sections with rejuvenations or rolled profiles in which, for example, the complete component flank shifts, wherein the angle of the component edge is maintained. this makes possible the integrated production of very stable structural and safety components.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Walzprofilieranlage ist die integrierte Vorrichtung zum Umformen parallel zur Transportrichtung des zu profilierenden Bauteils verschiebbar ausgestaltet.In an advantageous embodiment of the roll forming is the integrated device for forming parallel to the transport direction designed to be profiled component displaced.

Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist das Anbringen komplexer Querschnittsvariationen in dafür vorgesehenen Bauteilbereichen, wobei die Bauteile unterschiedliche Bauteillängen aufweisen können. Dabei ist die erfindungsgemäße Walzprofilieranlage derart ansteuerbar, dass der im Querschnitt zu verändernde Bauteilbereich in der Umformvorrichtung, vorzugsweise in einer Tiefziehvorrichtung, verformbar ist. Um den Umformvorgang durchführen zu können, wird die Walzprofilieranlage bevorzugt für ein bis zwei Sekunden angehalten, dabei wird das Bauteil umgeformt und im Anschluss findet das weitere Walzprofilieren statt. Vorteilhaft erweist sich dabei die Integration der Umformvorrichtung in der Walzprofilieranlage, wobei der Walzprofiliervorgang in der Walzprofilieranlage konventionell durchzuführen ist oder aber als flexibler Rollprofiliervorgang ausgeführt werden kann.An advantage of this embodiment is the application of complex cross-sectional variations in designated component areas, wherein the components may have different component lengths. In this case, the roll forming system according to the invention can be controlled in such a way that the component region to be changed in cross section is deformable in the shaping device, preferably in a deep drawing device. To carry out the forming process can, the Walzprofilieranlage is preferably stopped for one to two seconds, while the component is formed and then takes place the further roll forming instead. In this case, the integration of the forming device in the roll forming installation proves to be advantageous, wherein the roll forming operation in the roll forming installation is conventionally to be carried out or else can be carried out as a flexible roll profiling operation.

Ferner kann die Umformvorrichtung derart in Transportrichtung des zu profilierenden Bauteils verschoben werden, dass auf dem selben Walzprofil mehrfach Querschnittänderungen einbringbar sind. Des Weiteren kann der Abstand der Querschnittsänderungen zueinander variierbar gestaltet werden derart, dass Bauteile gleicher Länge in unterschiedlichen Bauteilbereichen Querschnittsveränderungen aufweisen. Die verschiebbare Ausgestaltung der Vorrichtung zum Umformen ermöglicht durch die Flexibilität der Anlage eine kostengünstige Fertigung, wodurch die Anlage wirtschaftlich ist.Further can the forming device so in the transport direction of the profiled Be moved component that on the same roll profile several times Changes in cross section can be introduced. Furthermore, the distance of the cross-sectional changes be designed to be variable to each other such that components are the same Length in have different component areas cross-sectional changes. The displaceable embodiment of the device for forming enabled by the flexibility the plant a cost-effective Manufacturing, which makes the system economical.

Die Umformvorrichtung kann aber auch räumlich getrennt von einem ersten Teil der Walzprofilieranlage angeordnet sein, so dass als erstes ein Walzprofilierprozess durchgeführt wird und anschließend davon getrennt der Umformvorgang stattfindet, wobei im Anschluss in einem weiteren Teil der Walzprofilieranlage der abschließende Walzprofilierprozess abläuft.The Forming device can also be spatially separated from a first Be arranged part of the roll forming, so that first a roll forming process is carried out and subsequently separated the forming process takes place, followed by in a further part of the roll forming the final Walzprofilierprozess expires.

Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Walzprofilieranlage eine Herstellung von modularen Bauteilen mit unterschiedlichen Walzprofilquerschnitten auf einer Walzprofilieranlage ohne die Verwendung eines zusätzlichen Werkzeuges. Erst durch die Verwendung des Fertigungsschrittes Walzprofilieren können Bauteile modular hergestellt werden. Somit sind ähnliche Bauteile, welche sich beispielsweise nur in der Länge unterscheiden ohne Rüstvorgänge und separate Werkzeugsätze durch entsprechendes Ablängen am Ende der Walzprofilieranlage herstellbar. Darüber hinaus führt die modulare Fertigung zu einer Senkung der Fertigungskosten und zu einer gegenüber einer Fertigung mit einer konventionellen Tiefziehanlage erhöhten Wirtschaftlichkeit.Furthermore allows the roll forming according to the invention a production of modular components with different rolled profile cross sections on a roll forming line without the use of an extra Tool. Only through the use of the production step roll forming can Components are manufactured modular. Thus, similar components which are for example, only in length differ without setup procedures and separate tool sets by appropriate cutting produced at the end of the roll forming. In addition, the leads Modular manufacturing to reduce manufacturing costs and to one opposite a production with a conventional thermoforming system increased efficiency.

Es ist auch möglich, die Umformvorrichtung starr mit der Walzprofilieranlage zu verbinden.It is possible, too, to connect the forming device rigidly with the roll forming.

Alternativ zu dieser Ausführungsform ist es möglich die integrierte Umformvorrichtung in der Walzprofilieranlage quer zur Transportrichtung des zu profilierenden Bauteils verschiebbar auszugestalten.alternative to this embodiment Is it possible the integrated forming device in the roll forming transverse displaceable to the transport direction of the component to be profiled embody.

Hierdurch ist gewährleistet, dass mittels der erfindungsgemäßen Anlage insbesondere Bauteile, die keine spiegelsymmetrischen Geometrien in Bezug auf die Längsachse aufweisen, herstellbar sind.hereby is guaranteed that by means of the inventive system in particular components that do not have mirror-symmetrical geometries in relation to the longitudinal axis have, can be produced.

Darüber hinaus ist diese Ausführungsform besonders für integrierte Umformvorrichtungen mit kleineren Umformwerkzeugen zweckmäßig.Furthermore this embodiment is particular for integrated Forming devices with smaller forming tools appropriate.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Walzprofilieranlage ist alternativ oder additiv die integrierte Vorrichtung zum Umformen seitlich in der Ebene der Horizontalen in einem senkrechten Winkel gegenüber der Transportrichtung des zu profilierenden Bauteils parallel verschiebbar angebracht.In an advantageous embodiment The roll forming system is alternatively or additively the integrated Device for forming laterally in the plane of the horizontal in a vertical angle relative to the transport direction of the to be profiled component mounted in parallel sliding.

Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass seitliche Abdrücke mit komplexen Geometrien in das Walzprofil einbringbar sind. Somit sind seitliche Querschnittsveränderungen in Walzprofilen darstellbar, die mittels herkömmlich angeordneten Tiefziehvorrichtungen nicht herstellbar sind.These Arrangement offers the advantage that lateral impressions with complex geometries are introduced into the roll profile. Thus are lateral cross-sectional changes represented in rolled sections, by means of conventionally arranged deep-drawing devices can not be produced.

Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Walzprofilieranlage die modulare Herstellung von Bauteilen mit komplexen Walzprofilquerschnitten auf einer Walzprofilieranlage ohne die Verwendung eines zusätzlichen Werkzeuges.Further allows the roll forming according to the invention the modular production of components with complex rolled section cross sections on a roll forming line without the use of an extra Tool.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Walzprofilieranlage mit integrierter Umformvorrichtung ist sie derart ansteuerbar, dass ein diskontinuierlicher Betrieb möglich ist.In an advantageous embodiment the Walzprofilieranlage with integrated forming device is it be controlled so that a discontinuous operation is possible.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage ist der diskontinuierliche Betrieb, mit dem in langgestreckten walzprofilierten Bauteilen Querschnittsveränderungen in verschiedenen Bauteilbereichen während des Profilierens ohne einen Anlagenwechsel eingebracht werden können. Dabei sind die Zeiten der Ansteuerung in Abhängigkeit von der gewünschten Bauteilveränderung variier- und frei wählbar auszugestalten.One essential advantage of the roll forming according to the invention is discontinuous operation, with elongated roll-profiled components Changes in cross section in different component areas during profiling without one Plant change can be introduced. These are the times the control in dependence from the desired component changes varied and freely selectable embody.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage bezieht sich darauf, dass die Vorrichtung zum Umformen eine Vorrichtung zum Sicken und/oder eine Vorrichtung zum Zug- und/oder Druckumformung, insbesondere Tiefziehumformung, darstellt.A further advantageous embodiment of the Walzprofilieranlage invention refers to that the device for forming a device for beading and / or a device for tensile and / or pressure forming, in particular thermoforming.

Ein Vorteil einer Walzprofilieranlage mit einer oder mehreren integrierten Vorrichtungen zum Sicken liegt darin, dass mit der Vorrichtung Versteifungssicken nur in den Bereichen des Walzprofils einbringbar sind, bei der eine hohe Steifigkeit erforderlich ist.One Advantage of a roll forming machine with one or more integrated Crimping devices is that stiffening beads with the device can be introduced only in the areas of the rolled section, in which a high rigidity is required.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, dass mittels der Vorrichtung zum Tiefziehen in die Walzprofile komplexe Profilquerschnitte derart einbringbar sind, dass sich nach dem Tiefziehen die komplette Bauteilflanke verschiebt, wobei der Winkel der Bauteilflanke erhalten bleiben kann.It is particularly advantageous in this case that by means of the device for deep drawing in the rolled sections complex profile cross sections are introduced such that after deep drawing the complete component flank shifts, whereby the angle of the component flank can be maintained.

In einer weiteren Ausführungsform der Walzprofilieranlage weist die integrierte Vorrichtung zum Umformen einen Stempel und einen Niederhalter, sowie insbesondere einen Innenstempel auf.In a further embodiment the roll forming machine has the integrated device for forming a punch and a hold-down, and in particular an inner punch on.

In besonderem Maße hat sich die erfindungsgemäße Walzprofilieranlage mit mindestens einer integrierten Tiefziehvorrichtung dadurch bewährt, dass trotz des Tiefziehvorgangs in dem Stahlwerkstoff ein Werkstofffließen, das charakteristisch für hohe Umformgrade während des Tiefziehens ist, nur in geringerem Maße im Bauteil zu beobachten ist.In special size has the roll forming according to the invention proven with at least one integrated thermoforming device that despite the deep-drawing process in the steel material, a material flow, the characteristic of high Forming degrees during of thermoforming is observed only to a lesser extent in the component is.

Ein Vorteil der Tiefziehvorrichtung ist die Ausgestaltung des Stempels, der mehrteilig auszugestalten ist derart, dass die Stempelteile zueinander verschiebbar sind. Hierdurch sind Abdrücke mit variablen Geometrien in das Walzprofil einbringbar. Diese Ausgestaltung des Stempels erweist sich als besonders wirtschaftlich, da dadurch die Rüstzeiten beim Werkzeugwechsel entfallen. Somit wird die Ausbringung der Anlage erhöht. Beim Tiefziehen wird der Stempel niedergefahren und durch einen Niederhalter, der eine Faltenbildung verhindert, erzeugt in dem Walzprofil den gewünschten Querschnitt, wobei das Walzprofil auf einem Innenstempel positioniert ist. Dabei weist der Innenstempel die negative Form des gewünschten Bauteilprofilquerschnitts auf.One Advantage of the thermoforming device is the design of the stamp, the multi-part design is such that the stamp parts are mutually displaceable. This gives impressions with variable geometries in the roll profile can be introduced. This embodiment of the stamp proves to be particularly economical because by it the set-up times at Tool change eliminated. Thus, the output of the plant elevated. During deep drawing, the stamp is lowered and by a Downholder, which prevents wrinkling, generated in the Roll profile the desired Cross-section, wherein the rolled section is positioned on an inner punch. The inner punch has the negative shape of the desired Profile profile cross-section on.

Nachfolgend werden die erfindungsgemäßen Gegenstände anhand von Ausführungsbeispielen und der 1 und 2 näher erläutert. Hierbei gehen aus den Figuren und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor. Dabei zeigen:Hereinafter, the objects according to the invention based on embodiments and the 1 and 2 explained in more detail. Here are from the figures and their description further features essential to the invention and advantages of the invention. Showing:

1 Schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Walzprofilierprozesses 1 Schematic representation of Walzprofilierprozesses invention

2 Schematische Darstellung einer Tiefziehvorrichtung 2 Schematic representation of a thermoforming device

Die 1 stellt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Walzprofilierprozesses zum Walzprofilieren 4 und 6 eines Ausgangsmaterials. Als Ausgangsmaterial werden TRIP-Stähle als Coil 1 verwendet. Die TRIP-Stähle sind sehr fest bei erhöhter Duktilität und durch das erfindungsgemäße Verfahren sind diese gut verformbar.The 1 schematically shows an exemplary embodiment of the roll forming process according to the invention for roll profiling 4 and 6 a starting material. The starting material is TRIP steels as a coil 1 used. The TRIP steels are very strong with increased ductility and by the method according to the invention these are readily deformable.

In einem ersten Verfahrensschritt wird das Ausgangsmaterial gerichtet 2, danach in einem zweiten markiert 3. Anschließend wird in einem dritten Verfahrensschritt 4 das Ausgangsmaterial in dem ersten Teil der Walzprofilieranlage 17 walzprofiliert. Dabei wird ein einheitliches, über seine Länge konstantes Walzprofil 14, wie zum Beispiel ein U-Profil, erzeugt. Nach dem dritten Verfahrensschritt 4 wird die Walzprofilieranlage 17 vorzugsweise für eine bis zwei Sekunden angehalten, um das Walzprofil 14 lokal umzuformen, in dem in einer Tiefziehvorrichtung 16 das Walzprofil 14 verformt wird. In diesem Verfahrensschritt wird mittels des Tiefziehens 5 das Walzprofil 14 derart kalt umgeformt, dass es lokale Veränderungen im Querschnitt aufweist.In a first process step, the starting material is directed 2 , then marked in a second 3 , Subsequently, in a third process step 4 the starting material in the first part of the roll forming plant 17 roll formed. This is a uniform, over its length constant roll profile 14 , such as a U-profile, generated. After the third process step 4 becomes the roll forming machine 17 preferably stopped for one to two seconds to the rolled section 14 locally reshape, in which in a thermoforming device 16 the rolled section 14 is deformed. In this process step is by means of deep drawing 5 the rolled section 14 cold formed so that it has local changes in cross section.

Die Tiefziehvorrichtung 16 in 2 umfasst einen Stempel 11, einen Niederhalter 12 und einen Innenstempel 13. Dabei wird die Tiefziehvorrichtung 16 vorzugsweise parallel in der Walzprofilieranlage 17 entlang der Transportrichtung 15 verfahrbar angeordnet. Die Tiefziehvorrichtung 16 wird dabei in Transportrichtung 15 des zu profilierenden Bauteils derart verschoben, dass auf dem selben Walzprofil 14 mit der einen Tiefziehvorrichtung 16 mehrfach Veränderungen im Querschnitt eingebracht werden können.The thermoforming device 16 in 2 includes a stamp 11 , a hold-down 12 and an inner stamp 13 , This is the thermoforming device 16 preferably parallel in the roll forming 17 along the transport direction 15 movably arranged. The thermoforming device 16 is doing in the transport direction 15 of the component to be profiled so shifted that on the same roll profile 14 with the one deep drawing device 16 multiple changes in the cross section can be introduced.

In einem nächsten Verfahrensschritt findet das weitere Walzprofilieren 6 statt. Danach wird gelocht 7 und anschließend beschnitten 8. Beim Beschneiden 8 werden Unebenheiten in dem Bauteil entfernt. In einem nächsten Verfahrensschritt findet ein Fügen 9 statt. Auf der unteren Fläche des Bauteils sind beispielsweise Punktschweißungen möglich.In a next step, the further roll forming takes place 6 instead of. After that is punched 7 and then cropped 8th , When pruning 8th Bumps in the component are removed. In a next step, a joining takes place 9 instead of. For example, spot welds are possible on the lower surface of the component.

In einem letzten Verfahrensschritt 10 wird abgelängt. Dabei wird das Bauteil auf die gewünschte Länge geschnitten.In a final process step 10 is cut to length. The component is cut to the desired length.

Es sei auch angemerkt, dass die Erfindung nicht nur auf das zuvor geschilderte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern vielmehr auf weitere Walzprofilieranlagen übertragbar ist.It It should also be noted that the invention is not limited to the previously described embodiment limited is, but rather transferable to other Walzprofilieranlagen is.

So ist zum Beispiel denkbar, den im Ausführungsbeispiel beschriebenen Verfahrensschritt Ablängen 10 unmittelbar nach dem Verfahrensschritt Beschneiden 8 durchzuführen.For example, it is conceivable to cut to length the method step described in the exemplary embodiment 10 immediately after the process step trimming 8th perform.

Außerdem wäre für die Herstellung von Trägerstrukturen ein anderes Ausgangsmaterial denkbar. Beispielsweise können anstatt der vorgeschlagenen TRIP-Stähle, TWIP-Stähle, die stark verformbar sind bei erhöhter Festigkeit, oder BTR-Stähle, oder andere dünne, aber sehr harte Blechlegierungen, wie zum Beispiel Usibor Stahl, oder BOR Stahl, oder BORON Stahl oder beispielsweise ZSTE-Stahl oder zum Beispiel Edelstähle, wie beispielsweise mit Chrom oder Mangan legierte rostfreie Stähle, verwendet werden.It would also be for the production of support structures another starting material conceivable. For example, instead of the proposed TRIP steels, TWIP steels, which are highly deformable at elevated strength, or BTR steels, or other thin, but very hard sheet metal alloys, such as Usibor steel, or BOR steel, or BORON steel or for example ZSTE steel or for example, stainless steels, such as chromium or manganese alloyed stainless steels become.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Reduzierung der Nebenzeiten, beispielsweise der Einrichtzeiten. Dabei werden die Wiederanlaufzeiten der Anlage, insbesondere bei den Tiefziehoperationen, verkürzt.An essential advantage of the erfindungsge The method is to reduce the non-productive time, for example, the setup times. In doing so, the restart times of the system, in particular during deep-drawing operations, are shortened.

11
Coilcoil
22
Richtenjudge
33
MarkierenTo mark
44
Walzprofilierenroll Forming
55
Tiefziehenthermoforming
66
Walzprofilierenroll Forming
77
Lochenpunch holes
88th
Beschneidentrimming
99
FügenPut
1010
AblängenShorten
1111
Stempelstamp
1212
NiederhalterStripper plate
1313
Innenstempelinside the temple
1414
Walzprofilrolled section
1515
Transportrichtungtransport direction
1616
TiefziehvorrichtungDeep-drawing device
1717
Walzprofilieranlageroll forming

Claims (11)

Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen, insbesondere von Fahrzeugtragstrukturen, bei welchem ein metallhaltiges Ausgangsmaterial einer Walzprofilieranlage (17) zugeführt und zu einem Walzprofil (14) walzprofiliert wird, wobei während des Walzprofilierens ein Umformen stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Umformens der Walzprofilquerschnitt verändert wird.Process for the production of metal-containing components, in particular of vehicle support structures, in which a metal-containing starting material of a roll forming installation ( 17 ) and to a rolled profile ( 14 ) is roll-profiled, wherein during the roll forming takes place a forming, characterized in that by means of the forming of the rolled section cross-section is changed. Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte Walzprofilieren (4), Umformen (5) und Walzprofilieren (6) nacheinander durchlaufen werden.Process for the production of metal-containing components according to claim 1, characterized in that the process steps roll forming ( 4 ), Reshaping ( 5 ) and roll forming ( 6 ) are passed through one after the other. Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzprofilieranlage (17) im diskontinuierlichen Betrieb angesteuert wird.Process for the production of metal-containing components according to claim 1 or 2, characterized in that the roll forming system ( 17 ) is driven in discontinuous operation. Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzprofil (14) zur Änderung des Querschnittes kalt umgeformt wird.Method for producing metal-containing components according to one of Claims 1, 2 or 3, characterized in that the rolled section ( 14 ) is cold formed to change the cross section. Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umformen (5) gesickt und/oder auf Zug und/oder Druck, insbesondere tiefgezogen und/oder streckgezogen, umgeformt wird.Method for producing metal-containing components according to claim 4, characterized in that during forming ( 5 ) and / or to train and / or pressure, in particular deep-drawn and / or stretch-drawn, is formed. Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass lokal umgeformt wird.Process for the production of metal-containing components according to one of the preceding claims, characterized that is reshaped locally. Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial höherfeste Stähle und/oder Tiefziehstähle und/oder Ti-Legierungen und/oder Ni-Legierungen und/oder Leichtbaustähle und/oder metallhaltige Kompositwerkstoffe verwendet werden.Process for the production of metal-containing components according to one of the preceding claims, characterized that as a starting material higher strength steels and / or deep drawing steels and / or Ti alloys and / or Ni alloys and / or lightweight steels and / or metal-containing composite materials are used. Walzprofilieranlage (17) zum Profilieren von metallhaltigen Bauteilen mit mindestens einer integrierten Vorrichtung zum Umformen, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Vorrichtung zum Umformen (16) geeignet ist, den Walzprofilquerschnitt, insbesondere lokal, zu verändern.Roll forming machine ( 17 ) for profiling metal-containing components with at least one integrated device for forming, characterized in that the integrated device for forming ( 16 ) is adapted to change the roll profile cross-section, in particular locally. Walzprofilieranlage (17) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Vorrichtung zum Umformen (16) parallel zur Transportrichtung (15) des zu profilierenden Bauteils verschiebbar ausgestaltet ist.Roll forming machine ( 17 ) according to claim 8, characterized in that the integrated device for forming ( 16 ) parallel to the transport direction ( 15 ) of the component to be profiled is designed to be displaceable. Walzprofilieranlage (17) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Umformen (16) eine Vorrichtung zum Sicken und/oder eine Vorrichtung zum Zug- und/oder Druckumformung, insbesondere Tiefzieh- und/oder Streckziehumformung, darstellt.Roll forming machine ( 17 ) according to claim 8 or 9, characterized in that the device for forming ( 16 ) represents a device for beading and / or a device for tensile and / or pressure forming, in particular deep-drawing and / or stretch-forming. Walzprofilieranlage (17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Vorrichtung zum Umformen (16) aufweist: – einen Stempel (11) und – einen Niederhalter (12), sowie insbesondere – einen Innenstempel (13).Roll forming machine ( 17 ) according to one of the preceding claims 8 to 10, characterized in that the integrated device for forming ( 16 ): - a stamp ( 11 ) and - a hold-down ( 12 ), and in particular - an inner punch ( 13 ).
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